臺(tái)兒莊泵站立式水泵安裝

□曾迎峰（中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司）

1.工程概況

臺(tái)兒莊工程有ZL31—5型立式軸流泵5臺(tái)（1臺(tái)備用），葉輪直徑3000 mm，配5臺(tái)額定功率為2400 kW的同步電機(jī)，單機(jī)流量為31.25 m3/s，設(shè)計(jì)調(diào)水流量為125 m3/s.裝機(jī)總流量為156.25 m3/s。

南水北調(diào)東線工程共9級(jí)泵站，其中規(guī)劃采用全調(diào)節(jié)軸流泵的為6個(gè)，合計(jì)26臺(tái)套。因此總結(jié)軸流泵的安裝方法，對(duì)后續(xù)工程的實(shí)施將有很好的借鑒和指導(dǎo)意義。

2.主水泵安裝

2.1 主水泵的主要技術(shù)特性見表1。

表1 主水泵的主要技術(shù)特性表

2.2 安裝工藝流程見圖1。

圖1 水泵、電機(jī)安裝流程圖

2.3 水泵基礎(chǔ)埋件安裝及部件預(yù)裝

水泵基礎(chǔ)埋件由水泵底座、泵座、上座組成，見圖2根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況可以分別調(diào)整安裝，也可一次安裝，以滿足SL317-2004、GB/T8564-2003等規(guī)范對(duì)各部件對(duì)同心度、高程、中心及水平的要求，中心偏差≤2 mm，高程偏差≤3 mm，各水平度≤0.07 mm/m，同軸度≤1 mm。

圖2 水泵固定部分示意圖

2.3.1 按泵組X、Y軸線設(shè)置泵組十字中心線，安裝掛線架，并將泵組X、Y軸線引放在掛線架上。

2.3.2 在安裝間檢查底座各部幾何尺寸正確后吊至機(jī)坑，初步調(diào)整其高程、水平及中心位置合格后加固固定，然后澆注二期混凝土。

2.3.3 泵座、上座安裝時(shí)懸掛泵組中心線，以底座止口外圓為基準(zhǔn)，分別調(diào)整，保證同心度≤1mm。

2.3.4 出水彎管、導(dǎo)葉體按照底座中心線來(lái)調(diào)整合格后，打好定位銷釘。

2.4 主水泵的正式安裝

主水泵正式安裝前，檢查二期混凝土澆注情況，進(jìn)行清理，在強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上時(shí)，方可進(jìn)行正式安裝。按照結(jié)構(gòu)尺寸，應(yīng)先將葉輪外殼、底圈、接管、導(dǎo)水圈吊裝到EL15.0 m高程,沿機(jī)坑兩側(cè)平穩(wěn)放置。

2.4.1 葉輪檢查與吊裝。清理、檢測(cè)泵軸與葉輪連接的法蘭面，去除高點(diǎn)及毛刺。按照廠家和規(guī)范要求做好葉輪的耐壓和動(dòng)作試驗(yàn)。葉輪檢查合格后，利用專用吊裝工具將葉輪吊入機(jī)坑并放置在底座上，見圖3。

圖3 葉輪吊裝示意圖

2.4.2 導(dǎo)葉體吊裝。用廠房橋機(jī)水平吊起導(dǎo)葉體，將導(dǎo)葉體上下連接法蘭面清掃干凈，初步調(diào)整水平后將導(dǎo)葉體吊入機(jī)坑進(jìn)行安裝。導(dǎo)葉體吊入機(jī)坑，按預(yù)裝標(biāo)記找正方位后緩緩落在泵座上，再安裝上座，按規(guī)范要求調(diào)整導(dǎo)葉立面和端面間隙，穿入定位銷釘，按設(shè)計(jì)力矩把緊連接螺栓。將水泵導(dǎo)軸承部件依次吊放在導(dǎo)葉體內(nèi)暫存，然后準(zhǔn)備吊裝出水彎管及水泵上蓋。

2.4.3 出水彎管及水泵上蓋吊裝。在安裝間將出水彎管和水泵上蓋進(jìn)行組合，按設(shè)備圖紙要求安裝好密封墊圈，然后吊入機(jī)坑進(jìn)行安裝。水泵上蓋落在基礎(chǔ)上后，先按預(yù)裝標(biāo)記找正上蓋中心位置，穿入定位銷釘后，將水泵上蓋把合在基礎(chǔ)上，復(fù)測(cè)水泵上蓋的水平度及軸孔的垂直度應(yīng)與預(yù)裝記錄一致。

2.4.4 水泵軸吊裝。一是將泵軸運(yùn)至安裝間指定工位，在主軸下部鋪墊方木，仔細(xì)清洗油污、檢查主軸法蘭面和連接螺栓孔，將毛刺油污等清理干凈。二是將葉輪操作油管清掃干凈后，水平插入主軸內(nèi)，并臨時(shí)固定在主軸上。三是安裝主軸吊具，用廠房橋式起重機(jī)將主軸豎立，豎軸時(shí)在主軸下法蘭墊放方木，以防止主軸法蘭面受損，一邊將主軸吊起，一邊行車找正，同時(shí)注意不得損傷操作油管。四是主軸豎直吊起后，仔細(xì)檢查下法蘭面有無(wú)損傷，合格后在橋機(jī)主鉤上掛裝一只5 t手拉葫蘆，將操作油管掛裝在手拉葫蘆上，然后將主軸吊入機(jī)坑進(jìn)行安裝。五是泵軸落至機(jī)坑后，找正方位及廠家預(yù)裝標(biāo)記，將泵軸緩緩落在葉輪上，當(dāng)泵軸下法面距葉輪頂面200～300 mm時(shí)，橋機(jī)停止下落，操作手拉葫蘆將操作油管落下，按設(shè)備圖紙要求先將操作油管與葉輪聯(lián)接在一起。六是繼續(xù)下落橋機(jī)主鉤，當(dāng)泵軸下法蘭凸出部分進(jìn)入葉輪止口后，按編號(hào)穿上所有連接螺栓，使用專用工具，按設(shè)備技術(shù)文件要求的方法和步驟逐步對(duì)稱上緊，其擰緊力必須達(dá)到設(shè)備技術(shù)文件的要求。七是用塞尺檢查法蘭組合縫間隙，不得>0.05 mm。合格后按設(shè)備技術(shù)文件的要求將螺栓、螺母鎖定牢靠，避免運(yùn)行時(shí)，發(fā)生螺栓、螺母的脫落。

2.4.5 葉輪室安裝。在電動(dòng)機(jī)推力軸承安裝完成、電動(dòng)機(jī)軸與水泵聯(lián)軸、轉(zhuǎn)動(dòng)部分定中心后，將葉輪室進(jìn)行復(fù)位安裝。先將葉輪室分瓣面清掃干凈，按圖紙要求涂上密封膠后把合在一起，檢查組合面間隙符合要求后，再調(diào)整葉輪室徑向及周向位置，對(duì)正與導(dǎo)葉體的連接螺栓孔，穿入連接螺栓，插入銷釘，按設(shè)計(jì)力矩將葉輪室把合在導(dǎo)葉體上，復(fù)測(cè)葉輪葉片與葉輪室之間的間隙應(yīng)符合設(shè)備技術(shù)文件的規(guī)定。調(diào)整接管法蘭位置，將接管與葉輪室把合在一起，按設(shè)備圖紙要求均勻?qū)ΨQ的壓緊伸縮節(jié)盤根。

2.4.6 導(dǎo)軸承和主軸密封裝置安裝調(diào)整。在電動(dòng)機(jī)推力軸承安裝完成、電動(dòng)機(jī)軸與水泵聯(lián)軸、轉(zhuǎn)動(dòng)部分定中心后，按制造廠家圖紙要求安裝水導(dǎo)軸承。

一是導(dǎo)軸承安裝前，對(duì)軸瓦進(jìn)行仔細(xì)清掃和檢查，軸瓦表面應(yīng)無(wú)裂紋、起泡、硬點(diǎn)及脫殼等缺陷;二是軸瓦安裝前，先與泵軸進(jìn)行試裝，泵軸與軸瓦試裝必須考慮其材料水浸后的膨脹量及溫度升高后的膨脹量，應(yīng)按設(shè)備技術(shù)文件的規(guī)定嚴(yán)格控制;三是將軸承座就位，把緊軸承座與導(dǎo)葉體的聯(lián)接螺栓;四是用塞尺測(cè)量轉(zhuǎn)輪葉片與轉(zhuǎn)輪室的間隙，合格后用百分表監(jiān)測(cè);五是根據(jù)泵組盤車測(cè)得的擺度值調(diào)整水導(dǎo)軸承間隙，間隙調(diào)整完成后頂軸復(fù)測(cè)總間隙;六是軸承間隙調(diào)整之后，鉆鉸定位銷釘孔;七是安裝密封填料及壓板，壓緊量初步以設(shè)計(jì)值為準(zhǔn)，泵組運(yùn)行時(shí)再根據(jù)漏水量現(xiàn)場(chǎng)加以調(diào)整。

2.4.7 配油器的安裝。配油器安裝在電動(dòng)機(jī)刷架安裝后進(jìn)行。

2.4.7.1 配油器預(yù)裝。一是先將配油器油盆和配油器底座初步找正方位及中心后就位，將軸孔密封環(huán)及配油器座套入操作油管，將密封環(huán)裝入主軸內(nèi)孔中，按標(biāo)記找正配油器座，并臨時(shí)固定；二是調(diào)整配油器座的擋油環(huán)與放置油盆的間隙均勻并在設(shè)計(jì)要求的范圍圍內(nèi)，合格后臨時(shí)固定；三是將油分配器和支座套入操作油管并按記號(hào)就位，初步找正方位及水平后臨時(shí)固定，然后進(jìn)行盤車找正（可與泵組盤車同時(shí)進(jìn)行），測(cè)出操作油管的擺度值并進(jìn)行調(diào)整，合格后擰緊配油器座與主軸的連接螺絲，鉆鉸配油器座與主軸、油分配器支座與油盆、油盆與受油器支承座的定位銷釘孔。將油分配器及支座和油盆拆除進(jìn)行正式安裝。

2.4.7.2 配油器的正式安裝。其一在配油器支承座上放入絕緣墊，再將油盆按預(yù)裝記號(hào)吊裝就位，插入定位銷，緊固連接螺絲。其二在油盆上安放絕緣墊，再將油分配器及支座按預(yù)裝記號(hào)吊裝就位，插入銷釘擰緊螺絲。復(fù)測(cè)操作油管的擺度值和配油器的水平偏差在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。其三將配油器上操作油管外面兩腔分別經(jīng)高壓軟管與壓油裝置的兩根壓力油管聯(lián)接。其四測(cè)量配油器底座與電動(dòng)機(jī)上機(jī)架間的絕緣度，合格后調(diào)整受油器指針位置，并安裝外罩等。

2.4.7.3 調(diào)節(jié)器全部安裝完成后，進(jìn)行充油試驗(yàn)，檢查配壓閥、油管路漏油情況；檢查調(diào)整角度機(jī)構(gòu)，其動(dòng)作應(yīng)靈活可靠，無(wú)憋勁或卡死現(xiàn)象。

2.4.7.4 用0.3倍的工作壓力調(diào)整指示盤指針位置，并在葉片調(diào)整的全范圍內(nèi)進(jìn)行檢查，指示盤上指針位置應(yīng)與實(shí)際的轉(zhuǎn)輪葉片角度位置相一致。

3.10 kV高壓立式同步電動(dòng)機(jī)的安裝

3.1 下機(jī)架安裝

先將電機(jī)下機(jī)架和基礎(chǔ)板組裝在一起后，吊入機(jī)坑進(jìn)行基礎(chǔ)板的安裝和電機(jī)機(jī)架的預(yù)裝工作。電機(jī)機(jī)架預(yù)裝與水泵組基礎(chǔ)埋件及部件的預(yù)裝可同步進(jìn)行。

下機(jī)架的高程、水平和中心測(cè)量、調(diào)整合格后，將基礎(chǔ)板下的調(diào)整墊鐵打緊并點(diǎn)焊固定，配鉸定位銷釘孔，打入銷釘，回填基礎(chǔ)二期混凝土。

大型立式水泵與電機(jī)大都為不同的兩個(gè)廠家生產(chǎn)，加上國(guó)內(nèi)水泵行業(yè)的加工能力有限，兩段主軸的長(zhǎng)度配合都存在問題，導(dǎo)致聯(lián)軸后轉(zhuǎn)輪中心位置不合格，所以通常是下機(jī)架調(diào)整合格后暫時(shí)不澆筑混凝土，待聯(lián)軸檢查合格后再進(jìn)行，以保證質(zhì)量。

3.2 定子安裝

對(duì)定子進(jìn)行了相關(guān)的檢查電氣試驗(yàn)合格后，將定子機(jī)座內(nèi)外用壓縮空氣清掃干凈，然后將上機(jī)架與定子機(jī)座把合在一起，利用上機(jī)架吊裝定子進(jìn)行安裝。定子吊裝到事先測(cè)量、調(diào)整好的下機(jī)架上，按照設(shè)備圖紙裝配位置進(jìn)行組合。然后拆除上機(jī)架。用水準(zhǔn)儀復(fù)測(cè)定子的水平和高程，高程控制以座環(huán)鐵芯中心線為準(zhǔn)，以圓周均勻確定8個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量調(diào)整。

3.3 轉(zhuǎn)子吊裝

按照規(guī)范要求進(jìn)行各項(xiàng)電氣試驗(yàn)，合格后即可進(jìn)行轉(zhuǎn)子安裝。利用吊轉(zhuǎn)子專用工具進(jìn)行轉(zhuǎn)子的吊裝工作，轉(zhuǎn)子吊起后，離開支墩少許，再次檢查橋機(jī)各部分工作情況，同時(shí)測(cè)量轉(zhuǎn)子的水平，并進(jìn)行調(diào)整。合格后，檢查橋機(jī)工作情況應(yīng)良好。然后將轉(zhuǎn)子提起，對(duì)轉(zhuǎn)子下部進(jìn)行全面檢查。確認(rèn)合格后吊入機(jī)坑。

轉(zhuǎn)子落入定子前，仔細(xì)找正轉(zhuǎn)子方位。準(zhǔn)備軟木條，8人人手一根，在轉(zhuǎn)子下落入機(jī)坑時(shí)，均勻布置在空氣間隙位置，防止轉(zhuǎn)子磁極與定子線圈接觸擠壓，造成損壞。將轉(zhuǎn)子慢慢落在下機(jī)架千斤頂上。轉(zhuǎn)子吊入后，利用行車初步調(diào)整空氣間隙，利用下機(jī)架上的4只千斤頂初步調(diào)整磁場(chǎng)中心。檢查合格后用塑料布將定、轉(zhuǎn)子蓋住，以免雜物掉入空氣間隙。

3.4 上機(jī)架與推力軸承安裝

3.4.1 上機(jī)架安裝。上機(jī)架安裝時(shí)，用框式水平儀檢查上油槽的水平度，不合格時(shí)在連接面上用加墊的方法調(diào)至水平。

3.4.2 推力軸承安裝。推力軸承座清洗干凈后，按編號(hào)裝入推力軸承各部件，按圖紙及說(shuō)明書的要求調(diào)整推力瓦各面水平高程在同一工作面上。油冷卻器按要求進(jìn)行耐壓試驗(yàn)檢查合格后安裝。推力軸承的安裝應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)備技術(shù)文件的要求進(jìn)行安裝，推力瓦水平及高程采用框式水平儀調(diào)整，其高程、水平必須符合設(shè)備技術(shù)文件和規(guī)范的規(guī)定。

3.4.3 推力頭熱套。將推力頭加熱合格后，用白布把推力頭孔擦凈，并均勻地涂上一層潤(rùn)滑油，吊起推力頭至主軸上方，對(duì)準(zhǔn)鍵槽位置后平穩(wěn)地落在軸頂上，拆除鋼絲繩及吊環(huán)，使用大錘配合銅棒進(jìn)行敲打，直至推力頭上頂與軸上卡環(huán)槽相平，裝上卡環(huán)，因推力頭與鏡板為一整體，安裝工程中注意保護(hù)鏡板。

待推力頭冷卻后，在推力瓦上涂上一層二硫化鉬，降低下機(jī)架上的4只千斤頂，直至轉(zhuǎn)子重量轉(zhuǎn)移到推力瓦為止。

3.5 聯(lián)軸與盤車

3.5.1 機(jī)組聯(lián)軸用制造廠專聯(lián)軸工具進(jìn)行，泵軸提起后，穿入聯(lián)軸螺栓，對(duì)稱均勻把緊，并測(cè)量其伸長(zhǎng)值符合圖紙要求。

3.5.2 機(jī)組盤車采用橋吊加導(dǎo)向輪方法進(jìn)行盤車，清除轉(zhuǎn)動(dòng)部分上的雜物，確認(rèn)無(wú)異物卡阻。

3.5.3 在水導(dǎo)軸領(lǐng)及主軸聯(lián)接法蘭處各按X、Y方向?qū)?yīng)的各裝一只百分表，以手推動(dòng)主軸，觀察百分表的動(dòng)作，確認(rèn)全部轉(zhuǎn)動(dòng)部分處于自由狀態(tài)，并以百分表密切監(jiān)視。

用橋吊拉動(dòng)轉(zhuǎn)子，測(cè)量轉(zhuǎn)輪下轉(zhuǎn)輪室間隙、水導(dǎo)軸領(lǐng)及主軸連接法蘭處的擺度以及鏡板外緣處的軸向跳動(dòng)值，同時(shí)固定測(cè)量1個(gè)磁極旋轉(zhuǎn)1周時(shí)在各測(cè)點(diǎn)的空氣間隙。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析確定機(jī)組軸系各部件之間的不同軸度和折線度，并反復(fù)調(diào)整、檢測(cè)，直至合格。

3.5.4 當(dāng)機(jī)組盤車及推力瓦受力均合格，轉(zhuǎn)動(dòng)部分定中心后，安裝、調(diào)整各部導(dǎo)軸承。導(dǎo)軸承安裝時(shí)，在水導(dǎo)處放置百分表監(jiān)視主軸，不應(yīng)變位。調(diào)整導(dǎo)軸承間隙時(shí)，其中心應(yīng)是機(jī)組的旋轉(zhuǎn)中心，需根據(jù)設(shè)計(jì)間隙、盤車擺度及主軸位置進(jìn)行，導(dǎo)軸承的調(diào)整應(yīng)使其雙側(cè)間隙符合設(shè)計(jì)值，各部導(dǎo)軸承必須與旋轉(zhuǎn)中心，達(dá)到同軸的要求。